Partie A - Question A.1 · Bac STI2D Ingénierie, Innovation et Développement Durable Métropole remplacement - EE 2025

Station de Traitement des Eaux Usées de la Feyssine

Poste de relèvement des eaux brutes

Étude du relevage des eaux brutes

Le poste de relevage a pour fonction d'amener les eaux usées à une altitude suffisante pour que leur écoulement vers les autres postes de la station se fasse par gravité.

La solution technique est réalisée par l'association de 3 pompes de relevage. Chaque pompe a un débit de $3\,000\text{ m}^3\cdot\text{h}^{-1}$. La capacité totale hydraulique de la station est de $6\,000\text{ m}^3\cdot\text{h}^{-1}$ en période de pointe. Une des 3 pompes sert de secours en cas de défaillance d'une des 2 autres.

Un capteur à ultrasons permet de mesurer le niveau des effluents urbain et de piloter les pompes.

Voir le descriptif simplifié de l'installation sur le document-technique DTS1.

En première approximation, la puissance hydraulique d'une pompe est donnée par la relation suivante:

$$P_H = \rho \cdot Q \cdot g \cdot \text{HMT}$$ · Puissance hydraulique $P_H$ en $\text{W}$

Masse volumique de l'eau $\rho = 1\,000\text{ kg}\cdot\text{m}^{-3}$

Débit nominal $Q$ en $\text{m}^3\cdot\text{s}^{-1}$

Accélération de la pesanteur $g = 9{,}81\text{ m}\cdot\text{s}^{-1}$

Hauteur manométrique totale $\text{HMT}$ en $\text{mCE}$

NOTA

La hauteur manométrique totale HMT en mètre de colonne d'eau (mCE) dépend de la hauteur de relèvement de la conduite, des pertes de charges ainsi que de la pression résiduelle.

Pour la suite de l'étude la hauteur manométrique totale est fixée à $\text{HMT} = 10\text{ mCE}$.

Partie A: quelles pompes choisir pour assurer le relevage des eaux usées ?

Question A.1 (DRS1): La structure de la chaîne de puissance du système hydraulique est donnée sur le document-réponse DRS1. Compléter le document-réponse DRS1 en indiquant la nature des flux d'énergie ainsi que les grandeurs flux et efforts de ces énergies. Préciser les unités.

1. Entre le Modulateur d'énergie et le Moteur

2. Entre le Moteur et la Pompe (accouplement mécanique)

3. Entre la Pompe et la Conduite

Pression [bar] (fournie)